深入解读AMDRDNA4:游戏显卡架构的革新之路

思远说 2025-03-03 12:47:42

AMD 终于揭开了新一代显卡架构 RDNA 4 的神秘面纱,它将驱动备受期待的 Radeon RX 9000 系列。

这一代架构究竟带来了哪些改变?

它能否在竞争激烈的 GPU 市场中脱颖而出?

让我们深入探索 RDNA 4 的核心技术,探寻其性能提升背后的秘密。

RDNA 4 的到来标志着 AMD 在游戏显卡领域的新征程。

它并非简单的升级迭代,而是针对高端游戏工作负载的全面优化。

架构的核心目标是提升游戏性能,为玩家带来更流畅、更逼真的游戏体验。

RDNA 4 的改进涵盖了光栅化效率、光线追踪性能、机器学习支持以及带宽效率等多个方面,为游戏玩家和内容创作者提供了多维度的性能提升。

RDNA 4 架构的核心在于其计算引擎的革新。

全新的计算单元配备了双 SIMD32 矢量单元和增强矩阵运算功能,支持多种数据类型和矩阵操作。

这使得 RDNA 4 在处理复杂游戏场景和图形渲染时更加游刃有余。

着色器方面,RDNA 4 引入了动态寄存器分配机制。

着色器可以根据需要从池中请求寄存器,并在完成工作后释放回池中。

这种动态分配策略有效地减少了内存延迟,并显著提高了核心的整体效率。

除了计算单元和着色器的改进,RDNA 4 还对标量单元进行了升级。

新的 Float32 操作和调度更新进一步提升了 GPU 的计算能力,为游戏性能的提升奠定了坚实的基础。

光线追踪技术一直是游戏图形领域的热门话题。

RDNA 4 配备了第三代光线追踪单元,其光线交叉率翻倍,BVH 压缩得到改进,光线遍历和着色速度更快,并支持定向边界框。

这些改进使得 RDNA 4 的光线追踪性能实现了质的飞跃。

每个光线加速器也得到了显著增强。

双倍的盒子和三角形交叉单元、硬件实例转换、改进的 RT 堆栈管理以及 BVH8 和改进的节点压缩技术,共同提升了光线追踪的效率和精度。

RDNA 4 的 BVH 内存需求也大幅降低。

得益于 8 宽设计,RDNA 4 的内存需求比 RDNA 3 降低了 60% 以上。

此外,AMD 还引入了一种新的旋转编码解决方案,通过对每个框进行旋转编码来更紧密地绑定几何图形,从而降低遍历成本并提升遍历性能。

RDNA 4 的命令处理器和缓存系统也得到了全面升级。

增强的缓存系统包括高达 64MB 的第三代 Infinity Cache、8MB 的 L2 缓存和 2MB 的聚合 CU 缓存,为 GPU 提供了更快速的数据访问能力。

内存方面,RDNA 4 保留了对 GDDR6 的支持,并将速度提升至最高 20.00 Gbps,容量高达 16GB,并配备了 256 位总线接口。

增强的内存压缩技术进一步减轻了带宽压力。

在人工智能领域,RDNA 4  采用了第三代矩阵加速引擎,其张量密集率、数据类型支持和结构化稀疏性支持都得到了改进。

基于机器学习的升级和超分辨率技术也为图像生成性能带来了显著提升。

媒体引擎方面,RDNA 4 采用了双宽度设计,并更新了编码/解码引擎。

AVC、H.264 和 H.265 的质量提升高达 25%,AV1 吞吐量翻倍,并针对低延迟流媒体进行了优化。

显示引擎也得到了升级,RDNA 4 支持 DisplayPort 2.1a 和 HDMI 2.1b 输出,并配备了更新的缩放和锐化引擎。

Navi 48 GPU 是 RDNA 4 架构的代表之作。

它采用台积电 4nm 工艺制造,拥有多达 539 亿个晶体管,芯片尺寸为 356.5mm2,并完全符合 PCIe Gen5 标准。

Navi 48 GPU 由四个着色器引擎组成,每个引擎包含多个双计算单元。

每个双计算单元包含两个计算单元,每个着色器引擎共有 16 个 CU,整个芯片共有 64 个 CU,共计 4096 个流处理器。

每个双计算单元还包含两个光线加速器引擎和四个矩阵加速引擎。

此外,每个着色器引擎还包含四个 RB+ 块、一个光栅化器引擎和一个 Prim Unit 块。

芯片外围配备了四个第三代无限缓存部分和四个 4x16 位内存控制器。

L2 缓存位于 GPU 的中心,同时还包含两个 Geometry 处理器、两个 ACE 单元、一个 HWS 和一个 DMA。

芯片内部通过 Infinity Fabric 连接。

在游戏图形领域,路径追踪技术正逐渐崭露头角。

与传统的光线追踪技术相比,路径追踪技术能够渲染更逼真的画面,但对硬件性能的要求也更高。

NVIDIA 和 AMD 都在积极探索路径追踪技术的应用,并通过 AI 和机器学习技术来提升路径追踪的效率。

RDNA 4  采用了神经超级采样和去噪技术,为未来的路径追踪应用奠定了基础。

RDNA 4 还对媒体和显示功能进行了升级。

新的媒体引擎提升了游戏流媒体和录制的质量和效率,而增强的显示功能则为用户带来了更流畅、更清晰的视觉体验。

RDNA 4 的发布标志着 AMD 在游戏显卡领域迈出了重要一步。

它能否在与 NVIDIA 的竞争中赢得优势?

新一代显卡的市场表现将如何?

这些问题还有待时间的检验,让我们拭目以待。

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